Mangán-cink ferritek mágneses tulajdonságainak javítása adalékanyagok segítségével FODOR H I D A S I
LÁSZLÓ BÉLA
VÉCSEY
BÉLA
BME, HAGY
BME HAGY
ÖSSZEFOGLALÁS M 2 m i n ő s é g ű í a z é k m a g anyag veszteségeinek csökkentésére irá n y u l ó k í s é r l e t e k e r e d m é n y e i t foglalja ö s s z e a c i k k . M e g á l l a p í t j a , hogy T a 2 0 ö m e g f e l e l ő a d a l é k o l á s á v a l a v e s z t e s é g e k e r e d m é n y e s e n c s ö k k e n t h e t ő k , m í g kalcium és szilícium e g y ü t t e s adalékolása kedve z ő t l e n e b b , mert a v e s z t e s é g e k n ő n e k és a stabilitás romlik a T a adalékolásához képest. ( A )
BEVEZETÉS A h í r a d á s t e c h n i k a területén számos esetben találko zunk olyan problémákkal, amelyek megoldása fémes mágnesekkel nem lehetséges. Ismert, hogy a ferritek rendezett mágneses szerkezetű dielektrikumok, és ez t ö b b n y i r e meghatározza alkalmazási területüket. F ő k é n t nagy fajlagos villamos ellenállásuk, i l l . r i t k á b b a n egyéb speciális mágneses effektusaik m i a t t használ j á k fel ezeket az anyagokat. Általánosan elterjedt és sok szakcikkben megfogal mazott vélemény szerint a l k a l m a z á s u k a t megkönynyíti, hogy az összetétel változtatásával, kevert és helyettesítéses ferritekkel a mágneses és egyéb tulaj donságok viszonylag széles t a r t o m á n y b a n aránylag k ö n n y e n v á l t o z t a t h a t ó k , i l l . az igényelt tulajdonsá gok beállíthatók. A klasszikus ferritkutatások ered m é n y e i t t ö b b n y i r e m á r iskolapéldaként emlegetik arra v o n a t k o z ó a n , hogy m i k é p p lehet előre megter vezett tulajdonságú anyagokat létrehozni. Bemu t a t j á k , hogy ismert mágneses m o m e n t u m ú fémiono k a t az oxigénionok által létrehozott térrács megfelelő rácshézagaiba elhelyezve, hogyan alakul k i az eredő mágnesezettség, a rendszerre jellemző egyes alrácsok mágneses momentumai miképpen összegeződnek. A modell egyszerű, k ö n n y e n á t l á t h a t ó , és emiatt a fer ritekkel közelebbről nem foglalkozókban azt az illú ziót kelti, hogy a t é m a t e r ü l e t k u t a t á s i problémái jól kézben t a r t h a t ó k , nagyobb részben megoldottak.
A MANGÁN-CINK F E R R I T E K A lágymágneses ferritek k ö z ö t t az egyik legelterjed tebb a mangán-cink ferrit család. H a s z n á l a t u k a t ked vező mágneses tulajdonságaik mellett olcsó nyers anyagigényük indokolja. Különösen előnyös nagy mágneses permeabilitásuk, kis hiszterézis-veszteségük gyenge terekben, valamint a permeabilitás kis mér t é k ű hőfokfüggése. H á t r á n y u k k é n t említhető a fer-
Beérkezett: 1982. X I I . 3.
4
FODOR
LASZLO
Vácon született 1957-ben. 1981-ben szerzett villa mosmérnöki oklevelet a Budapesti Műszaki Egyetem Villamosmérnö ki Karán. Diplomamun káját a mangán-cink ferritek témakörében írta.
A váci Híradástechnikai Anyagok Gyára dolgozó ja, jelenleg a Budapesti Műszaki Egyetemen foly tatja tanulmányait nap pali szakmérnök hallga tóként. Kutatási témája: a ferritek mágneses tulaj donságainak javítását szolgáló adalékanyagok.
ritek k ö z t viszonylag kis fajlagos ellenállásuk. Általá ban kisfrekvenciás körökben kerülnek alkalmazásra. Szerkezetüket spinell és inverz spinell rácsok keve réke jellemzi. A komponensek t e h á t beépülnek a kris tályrácsba. A m a n g á n ionnak nagy a mágneses mo mentuma, így a rendszerre jellemző összindukció ér t é k é t növeli. A mágneses momentum nélküli cink ion anizotrópia-csökkentő h a t á s ú , ami a makroszkopikus mágneses tulajdonságok közül a különféle permeabilitások értékének a növekedésében jelentkezik [5].
FEJLESZTÉSI
IRÁNYZATOK
Nagy kezdő-permeabilitású, kis veszteségi tényezőjű, valamint j ó hőmérsékleti és időbeli stabilitású anyag előállítása főként azért rejt m a g á b a n számos nehéz séget, mert ezeknek a követelményeknek a kielégí tése sokszor csak egymásnak ellentmondó változta tások révén volna lehetséges. Fejlesztésük során a mangán-cink ferriteket elsősorban az úgynevezett „ h a g y o m á n y o s " módszerekkel igyekeztek tökélete síteni. Ismeretessé vált, hogy minél tisztábbak a gyár tásukhoz felhasznált alapanyagok (vas-oxid, man g á n - k a r b o n á t és cink-oxid), annál jobbak lesznek a késztermékek mágneses jellemzői (azonos technológia alkalmazása esetén). í g y a k u t a t á s o k egyik fontos te rülete lett a különböző szennyező anyagok meghatá rozása, és az alapanyagokból való kiküszöbölésük módja és lehetőségei [6]. A fejlesztés egy másik i r á n y z a t a a technológia ál landó és folyamatos tökéletesítése, finomítása volt, ahol is különösen az optimális színterelési viszonyok meghatározása és a lehető legjobb beállítása (az előszínterelés és a végszínterelés hőmérséklete, tartama, az oxigén parciális n y o m á s á n a k optimalizálása, vé dőatmoszféra alkalmazása stb.) révén lehetett a fer ritek anyagi jellemzőit j a v í t a n i [4]. Az elért eredmé nyek elismerést érdemelnek, hiszen például egykris tályok esetében a kezdő- permeabilitással elérték m á r Híradástechnika
XXXV.
évfolyam
1984. 1. szám
az 50 000-es é r t é k e t is, és a veszteségi szöget sikerült 10 -os nagyságrendűre csökkenteni. A tömeggyár t á s b a n azonban ma m á r alig tudnak lépést t a r t a n i a l á t v á n y o s a n fejlődő elektronika rohamosan foko zódó követelményeivel. T o v á b b r a is a k é t legfonto sabb jellemző: t e h á t a kezdő-permeabilitás növelése és a veszteség csökkentése marad az előtérben, de ma m á r nem látszik valószínűnek, hogy az e m l í t e t t k u t a t á s i i r á n y z a t o k k a l lényeges j a v u l á s t lehessen elérni gazdaságosan. _6
E z é r t terelődött a figyelem a különböző adalékokra, amelyektől azt várjuk, hogy a viszonylag kis menynyiségük ellenére is új lendületet adjanak a ferritek fejlesztésének. Hiszen például az állandó mágnesek területén a r i t k a földfémek felhasználása ugrásszerű fejlődést eredményezett, amelynek m é r v é t és h a t á r a i t ma még alig lehet á t t e k i n t e n i . A mágneses tulajdonságok j a v í t á s a adalékanyagok alkalmazása révén igen k ö r ü l t e k i n t ő m u n k á t igényel. Hiszen az adalékok többségére jellemző, hogy m á r igen kis mennyiségben is nagy változásokat képesek előidézni a ferritek szerkezetében, amelyek természe tesen kihatással vannak a mágneses jellemzők vál tozására is (ezeket a n a g y h a t á s ú anyagokat, találóan, a „mágneses anyagok enzimjeinek" is szokták ne vezni).
J
HIDASI
BELA
Budapesten született 1939-ben. Villamosmér nöki oklevelét a Budapes ti Műszaki Egyetemen 1962-ben szerezte. 1962 — 65 között a Villamos Au tomatika Intézetben terVÉCSEY
BÉLA
Vácott született 1931-ben. Kohómérnöki oklevelét a miskolci Nehézipari Mű egyetemen szerezte 1957-
vezőként, 1965 óta a BME-en oktatóként dol gozik. Jelenleg a Mecha nikai Technológia és Anyagszerkezettani In tézet adjunktusa. Téma területe: vezetési és mág neses tulajdonságok, anyagok kutatása. ben. 1959 óta a váci Hír adástechnikai Anyagok Gyárának dolgozója. Je lenleg a Mn-Zn ferritek fejlesztésével foglalkozik.
AZ ADALÉKANYAGOK HATÁSA A ferritkutatások nagy része jelenleg t e h á t különböző adalékanyagok bevitelével, és ezeknek az adalékok nak a tulajdonságokra gyakorolt befolyásának a meg határozásával foglalkozik. Á l t a l á b a n a mangán-cink ferritekhez olyan a d a l é k o k a t keresnek, melyek ha tására : — az anizotrópia-állandó csökken, és így a permeabilitás-értékek növekednek, — a fajlagos villamos ellenállás növekszik, és így a veszteség csökkenthető. E főigények mellett természetesen még sok egyéb — i t t nem részletezett — követelmény b e t a r t á s á r a kell ügyelni. Például hiába csökken az anizotrópia egy adott adalék esetén, ha az anizotrópia-állandó hőmérséklet-függése nagyobb lesz. K ö v e t k e z m é n y egy gyenge hőmérséklet-stabilitású, h a s z n á l h a t a t l a n termék. A tulajdonságváltozás természetesen az adalékok okozta szerkezetváltozás k ö v e t k e z m é n y e . Ennek alap formái : — az adalék beépül a ferrit rácsszerkezetébe, t e h á t egyfázisú homogén szilárdoldat j ö n létre, — az adalék a ferritszemcsék felületén m á s o d i k fázist hoz létre. Sokféle adalékolási kísérletnél sikerült m á r megha tározni az adalék beépülési módját. P l . a rácsszerke zetbe é p ü l : CoO, T i 0 , második fázist hoz l é t r e : CaO, Si0 , Ge0 . A Ta 0 -re v o n a t k o z ó a n szerkezeti mérést nem t a l á l t u n k . Nagy kezdeti permeabilitású ferritekhez egyfázisú szerkezet megvalósítására kell törekedni. A doménfal-mozgást m e g k ö n n y í t i t o v á b b á , ha kevés a rács
hiba és pórus a rendszerben. Legegyszerűbben a felü letszerű rácshibák mennyisége csökkenthető az á t lagos szemcseátmérő növelésével. Kis veszteségű ferritek az ö r v é n y á r a m p á l y á k geo metriai méretének csökkentése révén valósíthatók meg. í g y i t t k í v á n a t o s az apró szemcseméret, h a t á rain jól szigetelő második fázissal, de lehetőség szerint a második fázis vastagsági mérete legyen lényegesen kisebb az egyensúlyi doménfal-vastagságnál. L á t h a t ó egyrészt, hogy a különböző igényeket k ü lönböző szerkezetekkel lehet kielégíteni, és emiatt a k u t a t ó k sokszor kényszerülnek kompromisszumos megoldásokra, másrészt a szemcseméret kulcsfontos ságú szerepe. Összegezve, a ferritgyártásnál a szem cseméret-növekedés k é z b e n t a r t á s á t , szabályozását meg kell oldani. A ferritgyártási technológiai műveletek közül dön t ő m é r t é k b e n a színterelés határozza meg a szemcse növekedés folyamatát. A t o v á b b i a k b a n durva egy szerűsítésként nem térve k i a színterelés bonyolult folyamatára — amelynek révén a laza porból szilárd test j ö n létre — csak a m á r szilárd testnek t e k i n t h e t ő m i n t á k a t vizsgálva, a növekedési folyamat modellez hető m i n t a szemcsehatárok mozgása, olyan módon, hogy a rendszer eredő szabadenergiája csökkenjen. Ez i n t e r p r e t á l h a t ó ú g y , hogy a h a t á r (mechanikai testnek tekintve) a h a t ó erők eredőjének megfelelő mozgást végez. Sebessége
2
2
Híradástechnika
2
2
XXXV.
5
évfolyam
198i. 1.
szám
i
ahol v a mozgékonyság (termikusan a k t i v á l t folya mat), és a hajtó- és fékezőerők eredője. A moz-
5
gékonyság tulajdonképpen különböző mechanizmu sú diffúziós folyamatok (pl. kristályrácson át, szem csehatárok m e n t é n , pórusok felületén, pórusokon belül gőzfázisban stb.) függvénye. Bonyolítja a hely zetet ferriteknél, hogy a villamos töltés egyensúly biztosítása m i a t t az anionoknak és kationoknak egy forma sebességgel kell mozogniuk. Á l t a l á b a n a leg lassúbb ion szemcsehatár menti diffúziós tényezőjé ből h a t á r o z z á k meg a sebességet. Egy adalék meg gyorsíthatja a növekedést például úgy, hogy meg növeli a vakancia-koncentrációt, s így a diffúzió sebességét azon az alrácson, ahol a leglassúbb ion el helyezkedik. Eszerint lényeges az adalék vegyértéke és a ferritben való oldhatósága is. A legismertebb h a j t ó e r ő k : — szemcsehatár energia; a finomszemcsés anyag szabadenergiája (a relatíve t ö b b felületszerű rácshiba m i a t t ) na gyobb; — felületi feszültség; a szomszédos krisztallitok orientációban és így felületi energiájukban is különböznek egymás tól; — nem folytonos precipitáció; a mozgásban levő h a t á r előtt t ú l t e l í t e t t szi lárd oldat, m ö g ö t t e kétfázisú egyensúlyi álla p o t ú a rendszer, t e h á t a hajtóerő ebből a sza badenergia különbségből származik; — szemcsehatár görbület; a szemcsehatárok görbületi középpont felé tör t é n ő mozgása, amelynek révén a kis szemcsék igyekeznek csökkenni, s eltűnni. í g y a nagyobb szemcsék t o v á b b növekednek.
lehetséges-e Ta, i l l . Ca és Si adalékolásával az M2 F típusú anyag* veszteségeinek t o v á b b i csökkentése, a hőfokfüggés és a dezakkomodációs tényező egy idejű csökkenése mellett. KÍSÉRLETEK Kísérleteinkhez nagy tisztaságú alapanyagokat hasz n á l t u n k fel, hiszen minőségi ferritanyag előállítása — m i n t ez az előzetes k u t a t á s o k eredményeiből is kitűnik — csak ezek alkalmazása révén lehetséges. A vas-oxid esetében a szilícium-tartalomnak az érté ke nem haladhatja meg a 0,02 súly%-ot ( S i 0 formá j á b a n van jelen), a m a n g á n k a r b o n á t esetében pedig az alkáli szennyezők mennyiségének a megfelelően kis szinten t a r t á s a jelenti a legfőbb problémát. Külö nösen a nagy a t o m á t m é r ő j ű szennyezők befolyásol j á k k á r o s a n a mágneses tulajdonságokat. Többnyire úgy fejtik k i h a t á s u k a t , hogy eltorzítják a spinell rácsot (hexagonális szerkezetet hoznak létre pl. Na, K , Ca, Sr, Ba stb.), mivel nem férnek el a rácshézagok ban. Ez a változás nagy egytengelyű mágneses anizot r ó p i á t kelt. E b b ő l következik, hogy az ilyen típusú szennyezők mennyiségét 0,01 súly% alá próbálják szorítani. A következő alapanyagokat alkalmaztuk: vas-oxid: Bayer W F 1352 F e 0 (NSZK) m a n g á n - k a r b o n á t : Usvico M n C Ő (japán) cink-oxid: D A B - 7 ZnO (angol). A következő összetétel szolgált kiindulási alapul: 3
2
3
Fe 0 MnO ZnO
A legismertebb fékezőerők:
2
— a második fázis, pórusok; a ráfutó szemcsehatár szabadenergiáját csök kentve, rögzítő h a t á s t fejtenek k i ; — oldott szennyező atomok; (sokféle mechanizmus szerint) — szilárd-folyadék fázis felületi reakciók [3]. A leírt jelenségek megfigyeltek, kutatottak, de még olyan feltételezések mellett is, hogy egyenként n é h á n y p a r a m é t e r r e l leírhatók, az elméleti k u t a t á s o k jelen állása legfeljebb tendenciák értékelésére ad le hetőséget, í g y e területen a kísérleti eredmények gyűjtésénél a szívós kísérleti munka szakaszában tartunk. A ferritkutatások eléggé eszköz- és időigényesek, hiszen objektíven csak a m á r l e g y á r t o t t anyagon, a készterméken m é r h e t ő le az adalék h a t á s a . Morisava—Okutani—Morita—Aojima [1] eredményei alap j á n kísérleteinkkel arra k e r e s t ü n k választ, hogy
3
Mol% 53,00 28,00 19,00
3
100,00 (A beméréshez az MnO tartalmat MnCO súly%-ra vonatkoztatva kell számítani.) Az első őrlés, mely lényegileg egy homogenizálási folyamat, nedves eljárással t ö r t é n t , desztillált vízben. A keveréket 1 óráig őröltük golyós attritor malom ban. Az előszínterelést poralakban végeztük, szuper k a n t á l fűtésű laboratóriumi kemencében. Először 900 °C-on 2 órán át, majd második lépésben 950 °C-on újabb 2 órán keresztül. A második őrlés körülményei azonosak voltak az elsővel, de ez k é t óráig tartott. Polivinil-alkohol hozzáadásával g r a n u l á t u m o t készí t e t t ü n k és 30 db 028,5 X 016,3 X 20 mm-es toroid magot sajtoltunk. A végszínterelés védőgázas alagútkemencében t ö r t é n t 1290 ° C ± 1 0 °C-on, 3 óra idő tartammal. Az alkalmazott védőgáz 0,01% 0 tartal m ú N volt. s
2
2
* M2 F ( H A G Y ) típusú anyag minőségi jellemzői: kezdeti p e r m e a b i l i t á s : ^ , = 2 2 0 0 ± 2 0 % hiszterézis veszteség: h/ftf X l 0 = l , 2 5 dezakkomodáció: d / « x l 0 = 6 hőmérsékleti t é n y e z ő : a//i/=0,5—2,5 fajlagos veszteség: tg ő//x,X 1 0 = 8 . 6
6
J
(
6
Háromféle mintasorozatot állítottunk elő: F A 1 jelű magok: adalékolatlan összetételűek. Refe renciául szolgáltak, hiszen ez az összetétel felel meg az M2 F-nek. F A 2 jelű magok: 0,030 súly% CaO-t és 0,005 súly% S i 0 - t tartalmaztak (a Si0 -t szennyező formájában tartalmazta az anyag). 2
A kísérleteink alapján továbbfejlesztett anyag j e l zése : M2 F A .
6
Híradástechnika
XXXV.
2
évfolyam
1984. 1.
szám
F A 3 jelű magok: 0,075 súly% CaO-t, 0,005 súly% S i 0 - t (szennyező) és 0,070 súly% T a 0 - t tartalmaztak. 2
2
A minta jele
EREDMÉNYEK
A m i n t á k o n a k ö v e t k e z ő ö t mágneses jellemzőt mér tük: — kezdeti permeabilitás (fi,), — hiszterézis-veszteség (n//if), — a permeabilitás dezakkomodációs
tényezője
— a permeabilitás hőmérsékleti tényezője (oc/jU,) — fajlagos veszteségi szög ( t g ő / / i , ) . A kezdeti permeabilitás méréséhez Maxwell-hidat h a s z n á l t u n k . A veszteségek mérése is ezzel a híddal t ö r t é n t . A mérési frekvencia a permeabilitás mérésé nél 20 k H z volt, a t g ő / /Í, mérésénél 100 k H z , a hiszterézis-veszteséget pedig ugyancsak 20 k H z - n mér t ü k . A hőmérsékleti tényező meghatározásához a permeabilitást 25, i l l . 60 °C-on m é r t ü k . A dezakkomodáció mérésekor a magokat 40 s-os 800 m A csúcs é r t é k ű m e g h a t á r o z o t t lefutású impulzussal t e r h e l t ü k , és az i n d u k t i v i t á s változásából s z á m í t o t t u k a perme abilitás időbeni változását. A következő eredményeket kaptuk:
A minta jele
FA
11 12 13 14 15 16 17 18
fi
2290 2310 2300 2360 2340 2280 2330 2290
A minta jele
FA
19 10
fi
2280 2300
hl/,
XlOa m/A
X10«
Difi
*lf xio«/°o
tgíAujXio
1,0 1,0 1,1 0,9 1,0 0,9 1,0 1,1
5,2 5,0 4,9 4,6 4,8 5,1 4,6 5,2
2,1 2,0 2,0 1,8 1,9 2,0 1,8 2,1
6,3 5,9 6,0 5,6 5,8 6,2 5,7 6,1
{
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
2470 2540 2530 2500 2480 2460 2500 2510 2500 2480
Dll'i
X10 m/A
xio«
7.1 fi xio«/°o
1,0 0,9
4,9 4,8
2,0 1,9
Mf\ 2
1,3 1,3 3,4 1,2 1,2 3,3 1,4 1,3 1,1 1,2
4,4 4,5 4,7 4,4 4,3 4,4 4,5 4,7 4,6 4,4
0,5 0,8 0,7 0,6 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 0,6
30 31 32 33 34 35 36
2480 2500 2470 2490 2480 2500 2490
Híradástechnika
0,7 0,7 0,8 0,7 0,6 0,7 0,8 XXXV.
3,1 3,0 3,0 3,1 3,0 3,0 3,1 évfolyam
0,6 0,5
0,7 0,5 0,6 0,5
0,6 1984. 1. szám
AZ
37 38 39
2490 2480 2470
0,8 0,7 0,7
EREDMÉNYEK
*/fi
Difi X10«
X10 /°C
tg,5/ííiXlO
3,3 3,0 3,1
0,7 0,6 0,6
3,5 3,4 3,4
6
e
ÉRTÉKELÉSE
Az eredményekből a k ö v e t k e z ő értékek és szórások a d ó d t a k :
számított
átlag
F A 1 2300 ± 2 7 0,99 + 0,07 4,91 + 0,22 1,96 + 0,11 5,95 + 0,22 F A 2 2497 + 25 1,27 + 0,09 4,49 ± 0 , 1 4 0,70 ±0,11 5,55 ±0,19 F A 3 2485 ± 1 1 0,72 ±0,06 3,05 ±0,05 0,59 ±0,07 3,47 ±0,12
Az eredmények alapján mondhatjuk, hogy a tan t á l adalékolású m i n t á k n a k vannak a legjobb m á g n e ses tulajdonságai, hiszen megfelelően nagy permeabilitással veszteségeik kicsik és igen j ó a stabilitási tényezőjük. B á r a kalcium és szilícium e g y ü t t e s adalékolása révén készült m i n t á k permeabilitása valami vel nagyobb, m i n t a t a n t á l adalékkal k é s z í t e t t m i n t á k é , az előbbiek veszteségei, valamint hőmérsékleti és időbeli stabilitása messze elmarad az u t ó b b i a k é t ó l . E z e n k í v ü l jól k ö v e t h e t ő az is, hogy az F A 3 jelű m i n t á k esetében a m é r t p a r a m é t e r e k értéke kisebb szórást mutat, t e h á t ezek a magok a p a r a m é t e r e k r e megengedhető tűrés szempontjából is k e d v e z ő b b e k .
6,0 5,9
|H857-lj
1. ábra. A 0,070 súly% T a 0 - t t a r t a l m a z ó F A 3 jelű magról készített pásztázó elektronmikroszkópos fel vétel 2
5,3
5
5,7 5,8 5,6 5,4 5,2 5,6 5,6
5,7
5,6
A tantál adalékolásával előállított minták FA
2
6
A kalciummal és szilíciummal adalékolt minták: FA
l'lfl XlO m/A
5
FA
MÉRÉSI
fi
3,5 3,3 3,7 3,6 3,5 3,4 3,4
A pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálatokból egy jellegzetes felvételt mutatunk be az 1. ábrán, amely t ö r t felületről készült. Ennek alapján az átla gos szemcseméret 30 fxm. A pórusok mennyisége, el oszlása és alakja arra enged k ö v e t k e z t e t n i , hogy a színterelési viszonyok az o p t i m u m körüliek voltak. Kísérleteink eredményei j ó egyezésben vannak Morisava — Okutani—Morita—Aojima [1] e r e d m é nyeivel, ami szerint a t a n t á l adalék a l k a l m a z á s á v a l lehetséges a permeabilitás értékének a növelése, c s ö k k e n t h e t ő k a magok veszteségei, és j a v í t h a t ó k a stabilitási tényezők. A kalcium és szilícium adalékolása során az adalék kalcium-szilikát formájában második fázisként vékony bevonatot képez a szem.
7
csék felületén, ha azonban a kalcium és szilícium a r á n y a nem megfelelő, akkor nem alakul k i ez a kal cium-szilikát h á r t y a . A kalcium és szilícium második fázisként válik k i , és a veszteségek növekedni fognak. Elméletileg a CaO és S i 0 adalékolása kedvezően kell, hogy befolyásolja a veszteségi és stabilitási té nyezőket, de ez csak igen kis mennyiségekre érvé nyes. Ennek h a t á s á t csak rendkívül tiszta alapanya gok alkalmazásánál lehetne lemérni [2]. 2
A t a n t á l adalékolásával t o v á b b j a v í t h a t ó k a vesz teségek, valamint a dezakkomodáció és a hőfok függés. Ennek az a d a l é k n a k a h a t á s m e c h a n i z m u s a még nem tisztázott, de valószínű, hogy a t a n t á l m i nimális m é r t é k b e n épül csak be a ferrit kristályrá csába [1]. A fejlesztés fő i r á n y á t a jövőben a veszteségek t o v á b b i csökkentése, a hőmérsékleti és időbeli stabili t á s fokozása jelenti. T ö b b adalék e g y ü t t e s komplex h a t á s á n a k vizsgálata eléggé összetett feladat, de hogy milyen lehetőségek rejlenek még ezekben a kísérletekben, azt a közelmúltban b i z o n y í t o t t á k [1], amikor is mintegy ötféle adalék e g y ü t t e s alkalmazá sával ún. „ u l t r a kisveszteségű" magot sikerült elő állítaniuk (a t g ő / ^ X l O kereken l-nek a d ó d o t t ) . Ezek az eredmények természetesen azt jelentik, hogy a magok m é r e t é t még t o v á b b lehet csökkenteni, kisebb mag is elegendő egy adott feladathoz, t o v á b b i miniatürizálásra nyílik m ó d . 6
8
ÖSSZEFOGLALÁS Kísérleteket folytattunk Ta, valamint Ca és Si ada lékanyagokkal az M2 minőségű fazékmag anyag veszteségeinek t o v á b b i csökkentésére. Az eredmé nyekből megállapítható, hogy a veszteségek ered ményesen csökkenthetők T a 0 megfelelő mennyisé gű adalékolásával. A kalcium és a szilícium e g y ü t t e s adalékolása kísérleteink alapján kedvezőtlenebb, bár a permeabilitás-értékek némileg növekednek, a vesz teségek és a stabilitási, k a r a k t e r i s z t i k á k jelentős mér t é k b e n rosszabbak, m i n t a Ta adalékolású m i n t á k esetében. 2
5
IRODALOM [1] Morisava—Okutani—Morita—Aojima: Manufacturing method of a low-loss manganese-zinc system ferrite. J a p á n State Patent Office, H 01 F 1/34, 1976-48276, Patent Reports, 1976. dec. 20. [2] Dr. Tardos Lászlóné: Idegen ionok hatása MnZn ferritek mágneses sajátságaira. Híradástechnika, 1967. okt. [3] Hidasi Béla: Mágneses anyagok. (Kézirat), 1981. [4] Dr. Pataky Balázs: Lágy mágneses ferritek. VAS K Ú T évkönyv, 1963. [5] S. Chikazumi: Physics of Magnetism. [6] Rabkin—Szoszkiri—Epstein: Ferritek technológiá ja.
Híradástechnika
XXXV.
évfolyam
1984. 1.
szám
